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导电水凝胶由于其具有吸引力的机械柔韧性和导电性能，正在成为柔性电子设备的有吸引力的材料平台。然而，传统的水基导电水凝胶在零度以下的温度下会不可避免地结冰，并且在环境条件下会持续蒸发水分，导致其电导率和机械性能下降。因此，创造一种防冻防脱水导电凝胶以保持导电性和机械性能方面的高和稳定性能是非常必要的，但通常具有挑战性。
最近，科研人员通过将其浸入CaCl2/山梨糖醇溶液中进行溶剂置换，制备了一种纤维素纳米原纤维 (CNF) 增强的高离子导电有机凝胶，具有优异的抗冻和抗脱水性能。作为动态连接桥的刚性 CNF 的结合为获得的 CS-纳米复合材料 (NC) 有机凝胶网络提供了分层的蜂窝状蜂窝结构，促进了显着的机械增强。山梨糖醇和CaCl2 的协同作用实现了高性能集成，具有出色的抗冻耐受性、抗脱水能力和离子电导率。水分子和山梨糖醇分子之间形成强氢键，阻碍冰晶的形成和水的蒸发，从而赋予 CS-NC 有机凝胶低至 -50 ℃的极端温度耐受性和出色的抗脱水性能，超过 90 % 重量保持率。此外，由于水分子与二元溶剂中的大量亲水基团和精细聚合物链之间容易形成氢键，这种 CS-NC 有机凝胶在较宽的湿度检测范围（23~97% 相对湿度）内表现出高湿度敏感性，可以组装成一个可伸缩的湿度传感器，以快速响应监测人体呼吸。这项工作为使用纤维素基湿度响应材料制造内在可拉伸和高性能湿度传感器提供了新的前景，用于新兴的可穿戴应用。
相关论文以题为Highly Conductiveand Mechanically Robust Cellulose Nanocomposite Hydrogels with Antifreezing andAntidehydration Performances for Flexible Humidity Sensors发表在《ACS Appl. Mater. Interfaces》上。通讯作者是大连工业大学邵长优博士、孙润仓教授。
参考文献：
doi.org/10.1021/acsami.2c00513
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